Tutkimusryhmä King Fahd University of Petroleum and Minerals -yliopistosta valmisti öljy/vesierottelua varten komposiittikalvoja käyttäen Highbornin poroista alumiinikeraamisia tuotteita ja julkaisi aiheeseen liittyviä tutkimustuloksia
Viime aikoina vertaisarvioitu lehti Membranes (2022, 12, 394, DOI: 10.3390/membranes12040394) julkaisi tutkimusartikkelin otsikolla A Simple Approach to Fabricate Composite Ceramic Membranes Decorated with Functionalized Carbide-Derived Carbon for Oily Wastewater Treatment saudiarabialaisen King Fahd University of Petroleum and Minerals -yliopiston Interdisciplinary Research Center for Membranes and Water Security -tutkimusryhmän toimesta. Artikkelin Materials and Methods -osassa ilmoitetaan selvästi, että kaikki kokeellisissa testeissä käytetyt poroiset alumiinikannattimet ostettiin Lianyungang Highborn Technologies Co., Ltd.:ltä, Lianyungang, Kiina.
1. Alustan perusmäärittelyt alkuperäisessä käsikirjoituksessa (poimittu osiosta 2.1 Materials)
Kaikki tässä tutkimuksessa valmistetut kalvot käyttivät yhtenäisesti Highborn Technology -yrityksen toimittamia huokoisia alumiinikeraamisia alustoja, joiden parametrit olivat vakioitu: avoin huokoisuus 45 % ja nimellinen porenäkökoko 0,5 mikrometriä. Alumiinialusta toimi komposiittikalvojen jäykkenä alapohjana. Tämän keraamisen alustan varaan tutkimusryhmä suoritti täyden joukon muokkausmenettelyjä, mukaan lukien APTES-funktionaalisen karbidijohdannaisen hiilen (APTES@CDC) saostus, piperasiinin impregnointi ja rajapinnallisella polymerisaatiolla tereftaaloyylikloridin (TPC) kanssa. Kolme erilaista komposiittikeraamista kalvoa – M-50, M-100 ja M-200 – rakennettiin pinnaktiivisilla aineilla stabiloidun vesiöljyemulsioita (O/W) erottavia testejä varten.
2. Alumiinialustoilla tuettu kokonaiskokeellinen järjestelmä (kaikki tiedot perustuvat alkuperäisiin testituloksiin)
Käytettiin Highbornin alumiinioksiditukia täydelliseen materiaaliominaisuusten karakterisointiin ja pitkäaikaisiin suodatusstabilisuustesteihin, ja kaikki kokeelliset tiedot saatiin tällä kotimaisella keramiikkasubstraatilla:
Kalvojen muokkausprosessien yhteensopivuuden varmistus
Useita karakterisointimenetelmiä, kuten skannauselektronimikroskopiaa (SEM), energiadispersiivistä röntgenspektroskopiaa (EDX) elementtikartoituksella, röntgenheijastusdiffraktiota (XRD) ja vaimennetun kokonaishäijästys-Fourier-muunnos-infrapunaspektroskopiaa (ATR-FTIR), käytettiin vahvistamaan, että Highbornin alumiinioksidialustat pystyivät ankkuroimaan CDC-hiukkaset tasaisesti koko pinnalle. Hiilellä (C), typpiällä (N) ja piillä (Si) varustetut funktionaaliset ryhmät olivat jakautuneet yhtenäisesti alustan pinnalle. Tyypillinen Al–O-sidoksen absorptiokaista säilyi muuttumattomana, mikä osoittaa, että keramiikkatukialusta kesti täyden kemiallisten ja termisten käsittelyjen sarjan, mukaan lukien etanolin hajottaminen, 50 °C:n vakiolämpötilassa tapahtuva modifiointi, 60 °C:ssa tapahtuva kovettaminen ja n-heksaanilla tapahtuva pesu. Alumiinioksidialustan ja orgaanisten modifikaattorien, kuten APTES:n, piperasiinin ja TPC:n, välillä ei tapahtunut sivureaktioita, mikä poisti alustan kontaminaation, joka voisi häiritä kokeellisen datan tarkkuutta.
Rakenteellinen vakaus läpivirtauspaine-olosuhteissa
Kaikissa suodatuskokeissa käytetty suljetun suodatuskenän solu toimi enintään 1,5 barin läpivirtauspaineella. Alumiinioksidialustojen muodonmuutoksia tai halkeamia ei havaittu koko testausprosessin aikana, mikä osoittaa täydellisen yhteensopivuuden standardien laboratoriosuljetun suodatusjärjestelmien kanssa. 720 minuutin pitkäaikaisessa jatkuvassa käyttötestissä keramiikasta valmistettu alusta kiinnitti yläpuolella olevan polyamidi-CDC-sekoitusaktiivikerroksen stabiilisti ilman toiminnallisten materiaalien liukenemista tai irtoamista.
Julkaistut öljy/vesierottelusuorituskyvyn mittarit (virallisia tietoja lehtiartikkelista)
M-50-kalvo, jossa oli 50 mg APTES@CDC:ta, saavutti läpivirtausvirtauksen 76,05 LMH (L m⁻² h⁻¹) syöttööljypitoisuudella 67,5 ppm ja 1 barin läpivirtauspaineella;
M-200-kalvo tarjoaa korkeimman öljynerottelutehokkuuden, joka ylittää 99,88 %;
Ydinäyte M-100 säilytti johdonmukaisen erotuskyvyn 720 minuutin jatkuvassa suodatuksessa vain vähäisellä läpivirtausvirran laskulla, ja öljyn poistoprosentti pysyi vakiona 99,8 %:ssa;
Kosketuskulmamittaukset vahvistivat, että muokattu komposiittikalvo osoitti ilmassa superhydrofiilisyyttä ja veden alla superoleofobiaa, kun alumiinioksidialusta toimi vakavana tukirakenteena pinnan kosteusominaisuuksien säätöön.
Toistettavien rinnakkaiskokeiden tulosten takuu
Gradienttinen CDC-latausvertailukokeet ja muuttuvan pitoisuuden syöttökokeet (67,5 ppm, 125 ppm ja 250 ppm öljy-vesiemulsioita) käyttivät kaikki identtisiä Highborn-alumiinioksidialustoja. Ainekarakterisointi- ja suodatussuorituskykydatat osoittivat yhtenäisiä piirteitä rinnakkaisnäytteissä, mikä vahvistaa Highbornin alumiinioksidiseramiikkojen erän sisäistä yhtenäistä huokosuutta ja pintatasaisuutta – tämä on keskeinen edellytys toistettavalle vertailututkimukselle akateemisissa laboratorioissa.
3. Tieteellisen tutkimuksen arvon tavoitelause
Tässä artikkelissa käsitellään öljykenttien tuotantovesien ja pinnaktiivisilla aineilla stabiloidun öljyjä sisältävän jäteveden käsittelyn haasteita. Polymeeripohjaisten ultrafiltraatiomuovien ja muiden keramiikkamuovijärjestelmien vertailussa alumiinioksidipohjaisilla komposiittimuoveilla on useita etuja, kuten erinomainen lämpö- ja kemiallinen inertisuus, alhainen vaadittava käyttöpaine ja korkea öljyn poistotehokkuus. Highbornin 45 %:n poroottisuudella ja 0,5 μm:n huokoskoolla varustetut alumiinioksiditukirakenteet tarjoavat standardoidut ja rakenteellisesti vakaat kantarakenteet tälle uudelle CDC-koristellulle keramiikkamuoville, toimien välttämättömänä jäykkenä kehikona koko öljy/vesierottelumuovijärjestelmälle.
Tämä virallinen, vertaisarvioitu akateeminen artikkeli, joka julkaistiin autoritatiivisessa MDPI-lehdessä Membranes, on virallinen julkinen tutkimusliteraatura, jossa mainitaan nimenomaisesti Lianyungang Highborn Technologyn toimittamat poroisaat alumiiniokeraamiset tuotteet. Artikkeli vahvistaa objektiivisesti Highbornin alumiini-tukirakenteiden rakenteellisen vakauden, erästä kohti erää tapahtuvan yhdenmukaisuuden sekä koko prosessin aikana tapahtuvan muokkauskompatibiliteetin akateemisessa kalvojen valmistuksessa, pitkäkestoisessa paineajettavassa suodatuksessa ja monivaiheisissa kemiallisissa funktionalisointimenettelyissä. Tulevaisuudessa Highborn Technology jatkaa räätälöityjen poroisten alumiiniokeraamisten alustojen toimittamista, joiden porentyyppi voidaan säätää (0,1–10 μm) ja avoin porosuus (30 %–55 %) mukauttaa asiakkaan laboratoriotutkimustarpeisiin, tarjoamalla jatkuvasti standardoituja kotimaisia alustaratkaisuja kalvojen erotusjärjestelmiä koskeviin tutkimusprojekteihin, joita yliopistot ja tutkimuslaitokset tekevät maailmanlaajuisesti.
Yritysprofiili
Lianyungang Highborn Technology Co., Ltd. keskittyy edistettyjen huokoisten keramiikkakomponenttien tutkimukseen ja kehitykseen sekä massatuotantoon, mukaan lukien huokoinen alumiinioksidi, pii-karbidi ja zirkonia-alustat. Tarjoamme räätälöityjä palveluita, joiden avulla voidaan säätää huokoskokoja (0,1–10 μm) ja avoimen huokoisuuden osuutta (30–55 %). Tuotteitamme voidaan käyttää laajasti laboratorio- ja pilottitutkimustilanteissa, kuten öljyn ja veden erottamiseen, ultra- ja nanosuodatusalustojen valmistukseen, katalyyttikantojien valmistukseen sekä kaasuerottaviin keramiikkakalvoihin. Keramiikkalustamme on viety useisiin maihin ja niitä on käytetty toistuvasti kansainvälisissä tieteellisissä julkaisuissa esitettyihin tutkimuksiin.
Yhteensopivuustiedote
Kaikki tässä uutisartikkelissa mainitut alustamateriaalin suorituskyvyn kuvaukset, kokeelliset parametrit ja erotusdata on otettu kokonaan alkuperäisestä vuoden 2022 Membranes -lehdessä julkaistusta artiklasta. Artikkeli ei sisällä liioiteltuja suorituskyvyn väitteitä tai subjektiivisia liioituksia; kaikki väitteet voidaan tarkistaa ja varmistaa alkuperäisestä akateemisesta artiklasta.
Tärkeimmät lehden alkuperäisen terminologian yhtenäisyyttä koskevat ohjeet
Tässä uutisartikkelissa käytetyt kaikki ammattimaiset tekniset termit noudattavat tarkasti artiklan A Simple Approach to Fabricate Composite Ceramic Membranes Decorated with Functionalized Carbide-Derived Carbon for Oily Wastewater Treatment ilmaisuja, mukaan lukien:
karbidista johdettu hiili (CDC), APTES, piperasiini, tereftaaloyylikloridi (TPC), rajapintapolymeerisaatio, kuollut-pääty -suodatuskenno, läppipaine, läpivirtausvirtaus (LMH), öljy-vesi-emulsio (O/W), pinnaktiivisella aineella stabiloitu emulsio, erotustehokkuus, öljyn hylkäysaste, pitkäaikainen jatkuva käyttö, skannaava elektronimikroskopia (SEM), EDX-elementtikartoitus, röntgen-diffraktio (XRD), ATR-FTIR, erinomaisen hydrofiilinen, veden alla erinomaisen oleofobinen, avoin pororakenne, nimellinen huokospiste, tuotettu vesi, polymeerinen ultrafiltraatiomuisti, lämmön ja kemikaalien inerttiys
EN
